CN117048601A - 用于控制碰撞预警操作的方法、系统和计算机程序产品 - Google Patents

用于控制碰撞预警操作的方法、系统和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的方法，所述方法包括：获取关于位于所述车辆前方的环境对象的环境对象信息，以便判断所述环境对象与所述车辆的距离是否小于第一距离阈值；在所述距离小于所述第一距离阈值的情况下，判断所述环境对象是否涉及静态的屏障结构，并且，判断所述车辆是否正在或者即将在弯道上行驶；和在所述环境对象涉及静态的屏障结构并且所述车辆正在或者即将在弯道上行驶的情况下，抑制所述车辆的碰撞预警操作。本发明还涉及一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的系统和一种计算机程序产品。通过根据本发明的解决方案，减少不必要的、干扰性的碰撞预警操作并且因而进一步地提高了驾驶员辅助功能的可接受度。

Description

用于控制碰撞预警操作的方法、系统和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的方法。本发明还涉及一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的系统和一种计算机程序产品。
背景技术
在现有技术中，如果车辆与前方车辆、静止行人或者障碍物的距离过小，则基于雷达的碰撞预防辅助系统(Collision Prevention Assist，CPA)会向驾驶员发出警告，并且在发现危险时协助驾驶员进行制动。
在一些道路上存在中央护栏。当车辆转向时，CPA会将该中央护栏识别为障碍物，并且相应于此地发出响亮的多重蜂鸣声来向驾驶员发出警告。这不仅是让人恼火的、而且在驾驶中会造成干扰。
本发明所基于的任务是，提出一种改进的解决方案，以便识别出护栏并且抑制不必要的警告。
发明内容
本发明所基于的任务通过一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的方法、一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的系统和一种计算机程序产品来解决。本发明的优选扩展方案在下文中进行描述。
车辆的碰撞预防辅助系统(CPA)主要用于协助驾驶员避免高速/低速追尾、无意识偏离车道以及与行人发生碰撞等重大交通事故。在此，该碰撞预防辅助系统持续不断地检测车辆前方的道路状况，例如检测前方车辆的速度(或者说与所述车辆的相对速度)、与所述车辆的距离，并且可以基于此地识别和判断各种潜在的危险情况，并且随后通过不同的声音和视觉进行提醒以及在必要时采取制动措施，以便帮助驾驶员避免或减缓碰撞事故。然而，在一些行驶场景下，尽管位于前方的对象与所述车辆的距离低于安全行驶距离或者说达到发出警告的提醒报警距离，但是，由于车辆在车道上的预期行驶轨迹，所述车辆与所述对象的距离并不会呈现出逐渐接近的趋势或者说二者发生碰撞的可能性是极低的。在这种情况下，如果通过声学警告装置(例如蜂鸣器)和/或视觉警告装置向驾驶员发出警告，则这是不必要的并且将会大大影响驾驶员的驾驶体验。因此，针对诸如此类的行驶场景，应当抑制碰撞抑制操作。
根据本发明的第一方面，提出一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的方法，所述方法包括：
获取关于位于所述车辆前方的环境对象的环境对象信息，以便判断所述环境对象与所述车辆的距离是否小于第一距离阈值；
在所述距离小于所述第一距离阈值的情况下，判断所述环境对象是否涉及静态的屏障结构，并且，判断所述车辆是否正在或者即将在弯道上行驶；和
在所述环境对象涉及静态的屏障结构并且所述车辆正在或者即将在弯道上行驶的情况下，抑制所述车辆的碰撞预警操作。
在本发明的范畴内，所述第一距离阈值能够理解为安全行驶距离或者说正常车距。换言之，当所述距离小于所述第一距离阈值时，能够认为所述车辆至少位于警示车距的范围内。在此，第一距离阈值能够是适配于行驶动态或者说所述车辆的行驶速度的。示例性地，对于在高速公路上行驶的情况而言，所述第一距离阈值或者说所述安全行驶距离能够设置得较大，例如100m以上、50m以上等；而对于在城市道路上行驶的情况而言，所述第一距离阈值或者说所述安全行驶距离能够设置得较小，例如6～8m等。示例性地，所述第一距离阈值或者说所述安全行驶距离能够基于所述车辆的行驶速度和所设置的反应时间确定。
在本发明的范畴内，所述静态的屏障结构能够理解为路侧静止对象、尤其是路侧基础设施结构。示例性地，所述静态的屏障结构可以是：护栏，车道中间地带，位于车道中间地带上的树木，路侧隔离结构，停靠在路侧的车辆，砌墙，等等。
能够理解，前述静态的屏障结构沿着道路的走向或者说(大致)平行于道路的走向地延伸或者布置。对于车辆前方的道路呈弯曲的走向的情况而言，随着车辆沿着道路继续行驶，这些静态的屏障结构并不会与所述车辆逐渐靠近而导致可能发生碰撞。因此，即使这些静态的屏障结构当前处于第一距离阈值的范围内，也能够抑制所述车辆的碰撞预警操作(例如声学和/或视觉警告)而不会不利地影响所述车辆的行驶安全性。
根据本发明，对于车辆前方存在诸如中央护栏之类的静态的屏障结构的情况而言，在车辆前方存在弯道或者说车辆正在或者即将在弯道上行驶时，能够在一定程度上抑制碰撞预警操作，以便避免对驾驶员造成干扰。
根据本发明的一种优选扩展方案提出，如果所述距离大于第二距离阈值或者基于所述距离求取出的碰撞时间大于安全时间阈值，则抑制所述车辆的碰撞预警操作，其中，所述第二距离阈值小于所述第一距离阈值。
根据本发明的一种优选扩展方案提出，所述第二距离阈值由所述车辆的行驶速度确定，所述距离是沿着所述车辆的行驶方向测量的。
在本发明的范畴内，所述第二距离阈值能够理解为警示车距。具体地，当所述距离大于所述第二距离阈值时，能够认为所述车辆当前并不需要发出碰撞警告；反之，当所述距离小于所述第二距离阈值时，能够认为所述车辆当前需要发出碰撞警告。在此，所述第二距离阈值或者说所述警示车距小于所述第一距离阈值，然而大于危险车距或者说需要执行自主刹车/紧急制动的车距。优选地，所述第二距离阈值能够是适配于所述车辆的行驶速度地确定的。
替代地，能够在此求取碰撞时间(Time To Collision，TTC)Tc，其定义如下：
其中，d是所述车辆与所述静态的屏障结构之间的距离，v是所述车辆的行驶速度。
根据本发明的一种优选扩展方案提出，所述静态的屏障结构至少包括以下中的至少一种：护栏，车道中间地带，位于车道中间地带上的树木，路侧隔离结构，停靠在路侧的车辆，砌墙。优选地，所述静态的屏障结构具有与所述弯道相应的弯曲的走向或者沿着所述弯道布置。
根据本发明的一种优选扩展方案提出，所述静态的屏障结构的判断基于图像数据进行，其中，所述图像数据的处理能够借助于对象分类器和/或神经网络、尤其是卷积神经网络进行。在此，事先已经利用大量的图像或者是图像序列对神经网络进行了训练。
除了基于雷达进行测距、测速和/或目标检测之外，还基于图像数据对检测到的目标进行识别或者分类。这对于静态的屏障结构、尤其是连续延伸的静态的屏障结构的识别是十分有利的。
根据本发明的一种优选扩展方案提出，所述弯道的识别基于图像数据进行，尤其是基于车道标记线的弯曲的走向进行。
根据本发明的一种优选扩展方案提出，所述弯道的识别基于所存储的数字地图和基于GPS的定位实现或者验证。
根据本发明的一种优选扩展方案提出，附加地考虑所述车辆的转向操作，其中，如果所述车辆执行与所述弯道的走向相应的转向操作，则抑制碰撞预警操作，或者其中，如果所述车辆没有执行与所述弯道的走向相应的转向操作，则执行碰撞预警操作。
根据本发明的第二方面，提出一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的系统，所述系统包括控制装置，所述控制装置配置用于执行根据本发明的方法。
根据本发明的第三方面，提出一种计算机程序产品、例如计算机可读程序介质，所述计算机程序产品包括或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器运行时，所述计算机程序指令能够执行根据本发明的方法。
在此，结合根据本发明的用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的方法所描述的特征和细节也适用于根据本发明的用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的系统和根据本发明的计算机程序产品，并且反之亦然。
附图说明
由参考附图详细描述本发明的实施例的以下说明书得出本发明的其他优点、特征和细节。在此，所提到的特征可以分别单独地使用或者以任何组合的方式使用。附图示出：
图1以俯视图示出一种示例性应用场景；
图2示出车辆的示意性方框图，该车辆安装有根据本发明的用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的系统；和
图3示出根据本发明的用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的方法的示意性流程图。
具体实施方式
在图1中以俯视图示出一种示例性应用场景，即城市道路场景。
车辆或者说本车100当前行驶在右侧车道上，其行驶方向由竖直向上的箭头示出，其视场(或者说在此没有示出的前置摄像机的视场)FoV由阴影部分示出，如图1中所示。在所述车辆100的右侧依次是停靠在路侧的静止车辆400和人行道SD。在所述车辆100的左侧是中央护栏CB。
在中央护栏CB的左侧示出具有相反的行驶方向的左侧车道和车辆。在中央护栏CB的左侧依次是对向行驶的另一车辆100’、停靠在路侧的静止车辆400’和另一人行道SD’。
在图2中示出车辆100的示意性方框图，该车辆安装有根据本发明的用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的系统。
该系统包括信息采集装置210，其构造用于检测车辆100的行驶环境、尤其是车辆100前方的行驶环境。例如，信息采集装置210构造用于检测前方是否存在障碍物，所述障碍物的速度，所述障碍物与本车100的距离，等等。例如，信息采集装置210构造用于检测道路状况，例如车道标记线。此外，信息采集装置210还构造用于接收来自其他信息源的数据/信息。信息采集装置210可以是或者包括毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、摄像机，等等。在本示例中，仅示例性示出安装在车辆前方的前置摄像机作为信息采集装置210。然而，应当理解，信息采集装置的类型、数量和安装方式不限于在此所示出的示例。
该系统还包括控制装置220，其配置用于执行根据本发明的方法，这将在下文中详细描述。
如在图2中所示出的那样，在控制装置220中集成有存储介质或者说计算机可读程序介质300，其上存储有计算机程序产品，所述计算机程序产品包括或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器、例如控制装置220的处理器运行时，所述计算机程序指令能够实施根据本发明的方法。然而，也可能的是，计算机可读程序介质300独立于控制装置220存在，在此不做限制。
尽管没有在图2中示出，但是控制装置220还能够与执行装置或其控制单元以有线或者无线方式在信号技术上连接。执行装置或其控制单元接收来自控制装置220的数据或者指令，并且相应于此地决定发出警告或者不发出警告，以便在必要时并且仅在必要时进行提醒或者采取制动措施等。
在图3中示出根据本发明的用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的方法1的示意性流程图。
接下来，结合在图1中示出的示例性应用场景阐述根据本发明的方法1的具体实施方式。
车辆100当前行驶在右侧车道上，其行驶方向由竖直向上的箭头示出，如在图1中所示。在第一方法步骤S1中，车辆100例如基于雷达传感器获取关于位于所述车辆100前方的环境对象(例如，前方车辆、行人以及可能存在的其他对象等)的环境对象信息，并且基于此地确定所述环境对象与所述车辆100的距离。如在图1中示例性示出的那样，所述车辆100或者说布置在所述车辆100上的雷达传感器与所述环境对象的距离是沿着所述车辆100的行驶方向测量的，在此为d。
如果所述距离d小于第一距离阈值dth1，则进一步判定车辆100的行驶场景，例如所述环境对象的类别，即所述环境对象是否涉及静态的屏障结构、例如中央护栏，例如所述车辆100的道路状况，等等。
在此，所述第一距离阈值dth1例如可以是城市道路场景下的常规值，例如6～8m，也可以是由车辆100的速度实时确定的值，即dth1＝f1(v)。
在第二方法步骤S3中，在进一步判定所述环境对象的类别时优选地使用摄像机、例如前置摄像机210(其没有明确地在图1中被示出，而是以阴影部分示出其视场FoV)。在此，基于由前置摄像机210所记录的图像数据判断所述障碍物或者说环境对象的类别。附加地，基于所述图像数据还能够判断同一环境对象的延伸或者走向，例如是直线形的、还是弯曲形的(以及弯曲的程度或者说曲率)。前述图像处理尤其是能够基于对象分类器和/或使用卷积神经网络进行。如果所述环境对象涉及行驶中的前方车辆以及行人等，则能够如在现有技术中已知的碰撞预警系统继续处理，例如结合或者说类似于前向碰撞预警系统(Forward Collision Warning，FCW)。反之，如果如在图1中所示的那样所述环境对象是中央护栏，则还对车辆100的道路状况进行检测。
在方法步骤S5中，检测车辆100的道路状况。在此，判断所述车辆100是否正在或者即将在弯道上行驶。这同样能够基于图像数据进行。尤其是，基于检测到的车道标记线判断车辆100当前所在的道路的走向是否是弯曲的。附加地，基于检测到的车道标记线还确定弯曲的道路的曲率。替代地或者附加地，还能够基于所存储的数字地图和基于GPS的定位技术对车辆100当前所处的道路或者即将行驶的道路的走向进行检测或者验证(可信度检验)。在本示例中，如在图1中所示，车辆100即将行驶在弯曲地延伸的右侧车道上。
最后，在方法步骤S7中，基于所述环境对象是(弯曲地延伸的)中央护栏并且所述车辆100即将在弯道上行驶，抑制车辆100的碰撞预警操作，即在本示例中，并不操控诸如蜂鸣器的声学警告装置、诸如显示器之类的视觉警告装置和/或诸如振动装置之类的触觉警告装置等对驾驶员进行提醒或者警告。
优选地，设置第二距离阈值dth2，其中，所述第二距离阈值dth2小于所述第一距离阈值dth1。在此，所述第二距离阈值dth2例如可以是城市道路场景下的常规值，即位于比6～8m更小的距离范围内，例如5～6m或者4～5m等，也可以是由车辆100的速度实时确定的值，例如dth2＝f2(v)。在此，能够理解，优选地将第二距离阈值选择为大于危险车距(需要紧急制动来避免碰撞)的值。
附加地或者替代地，能够在此求取碰撞时间Tc，其定义如下：
其中，d是所述车辆与所述中央护栏之间的距离，v是所述车辆的行驶速度。
在此，如果d>＝dth2或者Tc>＝Tth(安全时间阈值)，则无需发出警告。否则，向驾驶员发出警告，以便避免可能发生的碰撞。
优选地，附加地还考虑车辆100的行驶动态，例如是否相应地、即相应于右侧弯道地执行了转向操作。在此，如果车辆100执行与所述弯道的走向相应的转向操作、在此为向右转向，则抑制碰撞预警操作。反之，如果车辆100没有执行与所述弯道的走向相应的转向操作、即没有执行向右转向的操作，则系统将会执行碰撞预警操作。
优选地，在此能够将中央护栏的弯曲走向的程度和车辆100所在的道路的弯曲走向的程度考虑在内。通过将前述两个弯曲走向的程度进行比较，判断向右转向的程度(或者说角度)是否是足够的或者说与中央护栏发生碰撞的可能性是否是足够低的。由此，例如能够将车辆100的行驶动态或者说驾驶操作考虑在内，使得在提高舒适性的同时不会不利地影响安全性。
此外，如在图1中示出的那样，类似的情况也适用于对向行驶的另一车辆100’以及一个或者多个另外的静止车辆400’。在此不做赘述。
通过本发明，在自动驾驶/辅助驾驶的车辆的行驶中，尤其是在碰撞预警的情况下，针对特定的障碍物或者说碰撞对象(例如，中央护栏)以及特定的道路状况(例如，弯道行驶)，抑制不必要的碰撞预警操，从而降低了对驾驶员的干扰，提高了驾驶员的舒适性和驾驶员辅助功能的可接受度。
尽管在此详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不偏离本发明的核心和范围的前提下，可以提出各种替换方案和修改方案。

Claims (10)

1.一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的方法，所述方法包括：
获取关于位于所述车辆前方的环境对象的环境对象信息，以便判断所述环境对象与所述车辆的距离是否小于第一距离阈值；
在所述距离小于所述第一距离阈值的情况下，判断所述环境对象是否涉及静态的屏障结构，并且，判断所述车辆是否正在或者即将在弯道上行驶；和
在所述环境对象涉及静态的屏障结构并且所述车辆正在或者即将在弯道上行驶的情况下，抑制所述车辆的碰撞预警操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述距离大于第二距离阈值或者基于所述距离求取出的碰撞时间大于安全时间阈值，则抑制所述车辆的碰撞预警操作，其中，所述第二距离阈值小于所述第一距离阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二距离阈值由所述车辆的行驶速度确定，所述距离是沿着所述车辆的行驶方向测量的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其中，所述静态的屏障结构至少包括以下中的至少一种：护栏，车道中间地带，位于车道中间地带上的树木，路侧隔离结构，停靠在路侧的车辆，砌墙；和/或
其中，所述静态的屏障结构优选地具有与所述弯道相应的弯曲的走向或者沿着所述弯道布置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述静态的屏障结构的判断基于图像数据进行，其中，所述图像数据的处理能够借助于对象分类器和/或神经网络、尤其是卷积神经网络进行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述弯道的识别基于图像数据进行，尤其是基于车道标记线的弯曲的走向进行。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述弯道的识别基于所存储的数字地图和基于GPS的定位实现或者验证。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，附加地考虑所述车辆的转向操作，其中，如果所述车辆执行与所述弯道的走向相应的转向操作，则抑制碰撞预警操作，或者其中，如果所述车辆没有执行与所述弯道的走向相应的转向操作，则执行碰撞预警操作。
9.一种用于在车辆的行驶中控制碰撞预警操作的系统，所述系统包括控制装置，所述控制装置配置用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品、例如计算机可读程序介质，所述计算机程序产品包括或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器运行时，所述计算机程序指令能够执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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